Đang tải... (xem toàn văn)
NƯớc cấp
1 Khoa Môi trng – Trng ĐHKH Hu Bài ging Công ngh Môi trng 2 - 1 2.1. Đạ i c ươ ng Ngu n n c m t, n c ng m th ng ch a các t p ch t không phù h p m c ích s d ng (sinh ho t, s n xu t) ⇒ c n x lý. i t ng x lý th ng g m: Các cht rn l lng (SS) Các cht vô c hòa tan (Fe 2+ , Ca 2+ , Mg 2+ , NH 4 + , NO 3 - ,…) Các cht hu c hòa tan Màu Các vi sinh vt gây bnh (vi khun, protozoa,…) Các quá trình x lý n c c p có th là c h c, hóa-lý, hóa h c hay sinh h c. K t h p các quá trình x lý theo trình t nh t nh → công ngh x lý. Chương Chương 2 2 . . X X Ử LÝ Ử LÝ N N ƯỚ ƯỚ C C C C Ấ Ấ P P 2 Khoa Môi trng – Trng ĐHKH Hu Bài ging Công ngh Môi trng 2 - 2 Bảng 2.1. Tóm tắt các quá trình xử lý nước i mt sô cht nhi!m bn vô c (nh Fe, Mn, radium)c kt hp oxy "#a i mt sô cht nhi!m bn vô c, gm $%c cht &o ô' cngTrao (i ion i hu ht $%c cht nhi!m bn vô cThm thu ngc, in thm &%ch Ng)n ng*a s' &o cn va+ )n ,-nKim .%t )n ,-n i $%c VOC, H 2 S, $%c khi "-a tan; oxy "#a Fe (II) va+ Mn (II). Thông khi (/m &"%ng) i $%c cht hu c "-a tan: thuc tr+ sâu, dung môi, THMs, Hp phu' b0ng than "t &1nh Tiêu dit $%c sinh vt gây bnh. Kh2 &34ng i $%c "t không lng c, c# thê2 gm $ $%c vi sinh vt.c i ô' cng/m m5m i $%c "t lng cLng Chuyn $%c "t keo &"/nh $%c "t $# thê2 lng.Keo &/To bông i .6i, $%t, 74n va+ $%c vt liu "t 8"%c. Lng s bô' i tr+ &o, kh2 &34ng s bô', oxy "#a s bô' Fe, MnX2 ly "#a "c s bô' (Cl 2 , O3) i $%c mu 9n thô :;% cây, $/nh cây, c%, ) Chn 3%c Mục đích xư lyQuá trình Chương Chương 2 2 . . X X Ử LÝ Ử LÝ N N ƯỚ ƯỚ C C C C Ấ Ấ P P 3 Khoa Môi trng – Trng ĐHKH Hu Bài ging Công ngh Môi trng 2 - 3 Chương Chương 2 2 . . X X Ử LÝ Ử LÝ N N ƯỚ ƯỚ C C C C Ấ Ấ P P La chn công ngh x lý ph thuc: Loi ngun nc (mt, ngm) (xem 7ng 2.2) <t' c thêm> c im cht lng ngun nc Yêu cu cht lng nc cp (theo quy chun, tiêu chun – xem Chng 1). Ví d: Vi ngun nc mt – ch< yu x lý làm trong, kh màu và kh trùng: Hình 2.1. S công ngh in hình x lý nc mt Huế Vi ngun nc ngm – ch< yu loi st, kh trùng: Hình 2.2. S công ngh in hình x lý nc ngm Hà Nội Keo tụ/ Tạo bông Nước mặt Lắng Lọc cát nhanh Khử trùng Nước sạch Chất keo tụ Cl 2 Làm thoáng đơn giản Nước ngầm Lọc cát nhanh Khử trùng Nước sạch Cl 2 4 Khoa Môi trng – Trng ĐHKH Hu Bài ging Công ngh Môi trng 2 - 4 Chương Chương 2 2 . . X X Ử LÝ Ử LÝ N N ƯỚ ƯỚ C C C C Ấ Ấ P P Các vi khuẩn FeVi khuẩn, virus, tảo,…Các VSV Thường ở nồng độ caoThấpNO 3 - Thường có ở nồng độ caoThường có ở nồng độ TBSiO 2 Thường cóKhôngH 2 S Thường cóXuất hiện ở các nguồn nước nhiễm bẩn NH 3 /NH 4 + Thường không tồn tạiThường gần bão hòaO 2 hòa tan Thường xuyên cóRất thấp, trừ ở đáy hồFe, Mn Ít thay đổi, cao hơn nước mặt ở cùng một vùng Thay đổi theo chất lượng đất, lượng mưa Khoáng hòa tan Thấp hoặc hầu như không cóCao, thay đổi theo mùaChất rắn lơ lửng Tương đối ổn địnhThay đổi theo mùaNhiệt độ Nước ngầmNước mặtĐặc điểm ⇒ ⇒⇒ ⇒ X ly: ch yu làm trong, kh trùng ch yu loi st, kh trùng =ng 2.2. Mt sô c im 8"%c nhau gia ngun nc mt va+ nc ngm 5 Khoa Môi trng – Trng ĐHKH Hu Bài ging Công ngh Môi trng 2 - 5 Chương Chương 2 2 . . X X Ử LÝ Ử LÝ N N ƯỚ ƯỚ C C C C Ấ Ấ P P 2.2. Keo t ụ - T ạ o bông (Coagulation – Flocculation) 2.2.1. Cơ sở lý thuyết Kích thc các ht trong nc và kh n)ng tách chúng: Các quá trình c hc (lng, lc, ly tâm) ch> tách hiu qu các ht l lng có ng kính ht >10 -3 mm (bùn, cát, to, protozoa, .) i vi các ht l lng rt nh6 và dng keo ng kính 10 -6 – 10 -3 mm (sét, i phân t hu c,…) thng rt khó lng lc (mt thi gian dài); tách hiu qu thng s dng bin pháp keo t - to bông trc khi lng, lc. Đối tượng xử lý chủ yếu của keo tụ là các hạt keo 10 -4 10 -5 10 -3 10 -2 10 -1 1 10 10 2 10 3 10 4 µ µµ µ 110 -3 10 -1 10 -4 10 -6 10 -2 1010 -5 10 -7 10 -8 !"#" Kích thước hạt trong nước và khả năng tách 6 Khoa Môi trng – Trng ĐHKH Hu Bài ging Công ngh Môi trng 2 - 6 Chương Chương 2 2 . . X X Ử LÝ Ử LÝ N N ƯỚ ƯỚ C C C C Ấ Ấ P P C ấ u t ạ o h ạ t keo: Trong n c t nhiên, các h t keo có th mang i n tích âm ( a sô ) ho c d ng H t keo mang i n âm hút các cation n g n b 5 m t trung hòa i n tích, phân b thành 2 l p: • Lp th nht rt m6ng, mang in tích dng và liên kt cht ch? vi ht keo gi là lp Stern. • Lp th hai dày hn, là h@n hp các ion (hu ht là cation), liên kt l6ng lAo, gi là lp khuch tán. Tp hp hai lp trên gi là lp kép. Th in ng xut hin gia 2 lp gi là th zeta . B trng thái tCnh, in tích ht c bù bDi in tích lp khuch tán. Hình 2.4. Cấu tạo hạt keo âm 7 Khoa Môi trng – Trng ĐHKH Hu Bài ging Công ngh Môi trng 2 - 7 Chương Chương 2 2 . . X X Ử LÝ Ử LÝ N N ƯỚ ƯỚ C C C C Ấ Ấ P P Gi a hai h t keo luôn luôn t n t i hai lo i l c t ng tác: Lc y tCnh in Coulomb gia hai lp kép có in tích cùng du, Lc hút van der Waals tác ng trong mt khong ngn. L c t ( ng h p quy t nh tr ng thái ( n nh h t keo: Khi lc y > lc hút (lc t(ng hp là y): h keo b5n vng; Khi lc y E lc hút (lc t(ng hp là hút hay b0ng không): không còn "hàng rào n)ng lng“, các ht keo dính kt vi nhau và xy ra s keo tụ. Nh vy, quá trình keo t di!n ra khi trng thái (n nh c<a ht keo b phá vF. Các h t keo ã m t ( n nh hay t p h p kh D i u c < a chúng s ? c t ) ng c ng kh n ) ng t p h p t o bông c n kích th c l n khi có m t các c u n i – quá trình t ạ o bông. (coagulation) là sự phá vỡ trạng thái ổn định của các hạt keo để tạo ra sự tập hợp khởi đầu các hạt keo . $ % (flocculation) là sự tổ hợp các hạt keo đã bị keo tụ. 8 Khoa Môi trng – Trng ĐHKH Hu Bài ging Công ngh Môi trng 2 - 8 Chương Chương 2 2 . . X X Ử LÝ Ử LÝ N N ƯỚ ƯỚ C C C C Ấ Ấ P P Hình 2.5. S minh h a keo t và t o bông 9 Khoa Môi trng – Trng ĐHKH Hu Bài ging Công ngh Môi trng 2 - 9 Chương Chương 2 2 . . X X Ử LÝ Ử LÝ N N ƯỚ ƯỚ C C C C Ấ Ấ P P Ch t keo tu ' th ng G4 ng: Al 2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O ( H"I n nhôm); Fe 2 (SO 4 ) 3 .8H 2 O; FeCl 3 ; Al n (OH) m Cl x (SO 4 ) y (Polyaluminum chloride hay PAC). Cơ chê loại các hạt keo với muối Al (III), Fe (III): Ion Al 3+ , Fe 3+ i 9/o lp in 8Jp, trung "-a in &1ch "t keo ⇒ KLm thê zeta ⇒ keo tu'. M"<y phân &o $%c ion phc a nhân &1ch in cao Al x (OH) y n+ :91 G Al 8 (OH) 20 4+ , Al 3 (OH) 4 5+ , Al 13 O 4 (OH) 24 7+ …) ⇒ trung "-a in &1ch "t keo ⇒ KLm thê zeta ⇒ keo tu'. M"<y phân &o kt &<a Al(OH) 3 , Fe(OH) 3 8Jo theo $%c "t keo lng xung. Hi ệ u quả keo tu phu thu ộ c pH: 4,5 – 7,0 v i H"I n nhôm; 8,5 - 10,0 v i Fe 2 (SO 4 ) 3 ; 4,5 – 7,5 v i PAC. N% c ch t & o bông (hay tr ' keo tu ' ) th ng G4 ng: Polymer thiên nhiên: dextrin, chitin,… Polymer t(ng hp: polyacrylamide [–CH 2 –CH(CONH 2 )–] n , polyacrylic acid [–CH 2 –CH(COOH)–] n ,… 10 Khoa Môi trng – Trng ĐHKH Hu Bài ging Công ngh Môi trng 2 - 10 Chương Chương 2 2 . . X X Ử LÝ Ử LÝ N N ƯỚ ƯỚ C C C C Ấ Ấ P P 2.2.2. Áp d ụ ng Hai công o n x lý n c b 0 ng keo t -t o bông ti n hành v i các i 5 u ki n khu y tr n khác nhau: Keo t: Khuy nhanh trong thi gian ngn làm bt (n nh ht keo và to các bông keo có kích thc nh6 (gradient vận tốc G = 500 – 1000 s -1 , thời gian khuấy t =30 – 120 s) To bông: Khuy chm trong thi gian dài to bông keo ln (G = 30 – 60 s -1 ; t = 15 – 45 phút) Có th th c hi n khu y b 0 ng thi t b khu y c h c hay theo nguyên t c th < y l c (dùng vách ng ) n t o dòng ch y zikzak). Tr c khi áp d ng th c t , c n ti n hành th c nghi m keo t trong PTN xác nh các i 5 u ki n keo t : li 5 u keo t , li 5 u tr keo t , pH, t c khu y, th i gian khu y, Th ng s d ng h th ng JAR TEST.
